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臺大工學院簡訊

學術成果

王靖宇、徐振哲*:Online, Continuous, and Interference-Free Monitoring of Trace Heavy Metals in Water Using Plasma Spectroscopy Driven by Actively Modulated Pulsed Power. Environmental Science & Technology, 2019, 53 (18), 10888-10896.
  • 發布單位:工學院

  水溶液電漿近年來被廣泛報導,且因水污染議題受到社會關心,利用水溶液電漿光譜於水中微量重金屬分析之技術受到矚目,此技術具有同時分析多種物質、各物質間影響低、快速分析的優勢,然而由於水溶液電漿的行為對水溶液導電度敏感,激發電漿於具有不同導電度之水溶液中將顯著改變電漿與光譜行為,不利於水質分析之實際應用。本研究利用水溶液電漿光譜建立連續水質檢測平台,並建立主動調控式高壓脈衝電源以驅動電漿,其目的為使此平台能夠在具有不同導電度之水溶液中皆有良好之分析表現。

 

  本研究建立之連續水質檢測平台利用含有微量重金屬且不同導電度之水溶液作為測試,以主動調控式高壓脈衝電源激發電漿於水溶液中,此電源首先提供脈衝同時讀取訊號以現地測量水溶液導電度,根據導電度,此電源即時調控高壓脈衝之時間寬度至最適化以產生穩定電漿,接著以此最適化之高壓脈衝激發水溶液電漿,並分析光譜進行重金屬檢測,此主動調控式脈衝電源測量導電度與激發電漿之時間差為50 ms,達到主動調控與即時分析之目的。研究結果顯示,使用此主動調控式脈衝電源,能夠連續在具有不同導電度之水溶液中產生穩定的重金屬Pb放光訊號。此研究亦結合即時預警系統,能透過電子郵件提供即時的警示。此外,我們亦測試此平台以展示其能夠定性與定量分析多種金屬,並在多種干擾物的環境與長時間操作的情況中皆有穩定的重金屬分析表現。我們認為本研究將為電漿與環境分析領域帶來影響。(徐振哲教授提供 chsu@ntu.edu.tw

 

圖ㄧ、連續水質檢測平台之架構

 

圖二、(a)典型水溶液電漿光譜與(b)Pb定量分析表現

 

圖三、(a)使用主動調控式高壓脈衝電源與(b)、(c)未使用主動調控式高壓脈衝電源之Pb分析表現